1

Abstrak—Produksi bioethanol untuk mengatasi semakin

langkanya bahan bakar minyak berbasis fosil terus

berkembang. Jika ditinjau dari berbagai aspek ternyata nira

siwalan merupakan salah sati bahan baku yang potensial

dalam memproduksi bioethanol. Dalam upaya meningkatkan

produktivitas dan yield etanol dari nira siwalan ini, dilakukan

proses fermentasi ekstraktif secara kontinyu. Penelitian

produksi etanol dari nira siwalan ini dilakukan dengan

mengombinasikan proses fermentasi secara immobilisasi sel

dalam packed bed bioreactor dan proses ekstraksi dengan

menggunakan pelarut n-amyl alcohol. Mikroorganisme yang

digunakan ialah Zymomonas mobilis A3 dan Saccharomyces

cerevisiae untuk membandingkan kemampuan keduanya

dalam mengubah nira siwalan menjadi etanol. Selain itu juga

digunakan beberapa rasio recycle yang mengembalikan rafinat

ke fermentor untuk mengembalikan gula yang tersisa. Hasil

penelitian menunjukkan bahwa dalam produksi etanol dari

nira siwalantanpa recycle, produktivitas dan yield terbaik yang

dihasilkan oleh Saccharomyces cerevisiae. Sedangkan bila

menggunakan recycle, produktivitas dan yield terbaik

dihasilkan oleh Zymomonas mobilis A3 dengan rasio recycle

50%.

Kata Kunci— Etanol, fermentasi ekstraktif, immobilisasi sel,

nira siwalan, yield, Zymomonas mobilis termutasi

I. PENDAHULUAN

ira siwalan (Borassus flabellifer L) merupakan bahan

baku yang cukup potensial diantaranya karena

jumlahnya melimpah di Indonesia yaitu pohon yang dapat

tumbuh di banyak daerah dengan produktivitas yang cukup

tinggi, kandungan gula di dalamnya sekitar 10%-20% yang

merupakan kadar gula optimum dalam proses pebuatan

bioethanol dengan fermentasi, serta pemanfaatannya yang

masih digunakan hanya untuk bahn baku gula(bukan bahan

pangan pokok) dan minuman tuak(legen). Nira siwalan

banyak tersedia di Tuban(Jawa Timur). Adapun nira siwalan

yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari Lamongan

(Jawa Timur).

Fermentasi pada umumnya menggunakan proses batch.

Pada proses batch, kadar dan produktivitas etanol yang

dihasilkan rendah karena adanya inhibisi dari etanol yang

terbentuk pada fermentor akan meracuni mikroorganisme

yang berperan dalam pembentukan etanol itu sendiri.

Adanya inhibisi etanol akan menurunkan secara perlahan-

lahan dan bahkan dapat menghentikan pertumbuhan serta

produksi dari mikroorganisme [1]. Saat konsentrasi etanol

dari fermentasi broth mencapai 12% (v/v) pertumbuhan

spesifik mikroorganisme dan rate spesifik mikroorganisme

akan menurun, densitas sel dalam fermentor yang ada akan

menjadi rendah sehingga banyak larutan gula yang tidak

terfermentasi dengan sempurna. Fermentasi kontinyu adalah

solusi yang dapat digunakan untuk meningkatkan laju

produksi etanol [2]. Salah satu teknik fermentasi kontinyu

yang paling sering digunakan adalah teknik immobilisasi sel

dalam packed bed bioreaktor. Fermentasi ekstraktif adalah

suatu metode yang dapat digunakan untuk mengurangi

inhibisi dari etanol, dimana etanol itu sendiri akan segera

dipisahkan dari broth ketika proses fermentasi itu

berlangsung. Pada fermentasi ekstraktif secara kontinyu,

masih terdapat banyak gula pada substrat yang belum

terkonversi menjadi etanol karena waktu tinggal dalam

fermentor yang relatif singkat, sehingga adanya recycle dari

rafinat yang dikembalikan ke fermentor akan dapat

meningkatkan yield dan produktivitas etanol.

Proses fermentasi dilakukan terpadu dengan proses

ekstraksi yang diharapkan mampu mengurangi beban energi

saat melakukan proses distilasi. Untuk melakukan proses

ekstraksi perlu digunakan pelarut yang baik dalam

purifikasinya. Alkohol adalah salah satu kelas solven yang

lebih baik. Pemilihan pelarut pada proses ekstraksi etanol

dari broth sintetis dan broth fermentasi dengan

menggunakan pelarut n-amil alkohol, 1-dodekanol, dan 1-

oktanol pada packed column ekstraktor menunjukkan hasil

bahwa performa solven untuk ekstraksi yang paling baik

adalah pelarut n-amil alkohol [3].

Ada beberapa karakteristik mikroorganisme yang

digunakan untuk fermentasi antara lain mempunyai

kemampuan tumbuh dan berkembang biak dengan cepat

dalam substrat yang sesuai, dapat menghasilkan enzim

dengan cepat untuk mengubah glukosa menjadi alkohol,

mempunyai daya fermentasi yang tinggi terhadap glukosa,

fruktosa, galaktosa dan maltosa, mempunyai daya tahan

dalam lingkungan di kadar alkohol yang relatif tinggi, serta

tahan terhadap mikroba lain. Dalam proses fermentasi untuk

menghasilkan etanol salah satunya dapat memakai ragi roti

(Saccharomyces cerevisiae) [4] dan Zymomonas mobilis

adalah kandidat mikroorganisme yang terbaik untuk industri

alkohol [5].

Penelitian ini mengenai proses fermentasi-ekstraktif yang

dilakukan secara kontinyu dan terpadu dalam reaktor

packed bed (fermentor) menggunakan teknik imobilisasi sel

Pembuatan Etanol Dari Nira Siwalan (Borassus

flabellifer L) Dengan Proses Fermentasi Ekstraktif

Secara Immobilisasi Sel Dalam Packed Bed

Bioreactor

Astuti Lisa Wardany, Azlina Tyara Putri, Tontowi Ismail, Tri Widjaja

Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)

Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia

e-mail: kajur_tkimia@its.ac.id

N

2

pada κ-karaginan sebagai supporting matrice, dengan teknik

recycle dari rafinat yang keluar dari ekstraktor ke fermentor

sehingga diharapkan mampu meningkatkan produktivitas

etanol dan yield etanol yang tinggi.

II. METODE PENELITIAN

Bahan dan Peralatan

Bahan yang digunakan antara lain: nira siwalan,

fermipan, Zymomonas mobilis termutasi, PDA, ҡ-karaginan

(merk Fluka), KH2PO4, (NH4)2SO4, MgSO4.7H2O, KCl,

NaCl, NaK-tartrat, Na-metabisulfit, glukosa, DNS,

aquadest,dan n-amyl alcohol.

Sedangkan peralatan yang ialah: bioreaktor packed bed,

pompa peristaltic, spektrofotometer, Gas Chromatography

(GC), inkubator shaker, autoclave, analytical balance, hot

plate, stirrer, Erlenmeyer, beaker glass, gelas ukur, kawat

ose, corong pemisah, labu ukur serta kolom ekstraktor.

Kondisi operasi dan dimensi peralatan penelitian yang

digunakan seperti pada tabel berikut:

Tabel 1. Kondisi Operasi dan Dimensi Peralatan Penelitian

Keterangan Kondisi Operasi

Proses Fermentasi kontinyu

Konsentrasi Glukosa

pH

Suhu

152,3284028 g/L (15%)

4-5

29-30°C (suhu ruangan)

Carrier immobilisasi қ-karaginan

Berat bead 250 gram

Konsentrasi қ-karaginan 2%

Laju alir feed 10 mL/menit

Laju alir pelarut 20 mL/menit

Dillution rate 2,45 jam-1

Recycle ratio tanpa recycle, 50% dan

60%

Periode pengambilan sample 6 jam selama 90 jam

Fermentor

Tipe Packed bed

Volume liquid dalam reaktor 245 mL

Volume bead dalam reaktor 314 mL

Tinggi Reaktor 52 cm

Diameter Reaktor 3,7 cm

Kolom Ekstraksi

Tinggi 45 cm

Diameter 3,2 cm

Diameter Packing 2,5 cm

Tinggi Packing dalam kolom 35 cm

Pretreatment Nira Siwalan.

Pretreatment nira siwalan dilakukan dengan jalan

memanaskan nira pada suhu 80oC selama 20 menit,

kemudian mendinginkannya hingga suhu ruangan.

Kemudian disterilisasi menggunakan autoclave pada suhu

121oC dan tekanan 15 psia selama 15 menit, kemudian

mendinginkannya hingga suhu ruangan. Lalu menambahkan

5,19 g (NH4)2SO4 , KH2PO4 1,53 g, MgSO4.7H2O 0.55 gram

sebagai media nutrisi [6].

Pengembangan Kultur Untuk membiakkan Saccharomyces cerevisiae

langkah pertama yang perlu disiapkan adalah nira siwalan

sebanyak 100 mL dalam erlenmeyer lalu dipanaskan hingga

suhunya 800C selama 10 menit lalu mendinginkan hingga

suhunya 300C. Lalu nira siwalan ditambah dengan media

nutrisi (1 g (NH4)2SO4, KH2PO4 1 g, MgSO4.7H2O 0.5

gram, yeast ekstrak 10 gram)[7]. Sebanyak 3 gram fermipan

ditimbang di neraca analitik kemudian dimasukkan ke

dalam 100 mL nira siwalan. Setelah nira siwalan dan

fermipan tercampur, erlemeyer tersebut diinkubasi dalam

incubator shaker pada suhu 36oC selama 15 jam. Sedangkan

untuk Zymomonas mobilis termutasi dilakukan dengan jalan

menggoreskannya secara zig-zag pada media PDA (Potato

Dextrose Agar) yang miring pada tabung reaksi. Kemudian

diinkubasi dalam inkubator pada suhu 35oC .

Pembuatan Starter dan Immobilisasi Sel

Sebelum proses fermentasi dan ekstraksi dilakukan,

starter pelu dibuat dan sel diimobilisasikan terlebih dahulu.

Langkah yang dilakukan ialah mengambil biakan

Zymomonas mobilis termutasi dengan kawat ose steril pada

biakan agar miring yang telah diinokulasikan. Menanamkan

biakan tersebut sebanyak 5 ose ke dalam 100 mL nira

ditambah media nutrisi (1 g (NH4)2SO4, KH2PO4 1 g,

MgSO4.7H2O 0.5 gram, yeast ekstrak 10 gram). Proses ini

disebut pembuatan starter. Kemudian membiakkan dalam

inkubator shaker pada suhu 300C selama 15 jam.

Melarutkan 10 gram karaginan dalam 450 mL aquadest,

kemudian memanaskannya pada suhu 700C sampai mulai

terbentuk gel (pemanasan selama 15 menit). Mendinginkan

larutan Karaginan hingga suhu 500C. Mencampur 50 ml

starter dengan 450 ml larutan karaginan sehingga

konsentrasi larutan campuran menjadi 2%. 50 mL larutan

campuran tersebut dicetak dalam 1000 mL larutan KCl

3,5%, hingga terbentuk bead yang diinginkan. Bead tersebut

mengeras dalam waktu 15 menit. Mencuci bead dengan

larutan NaCl 0,85%. Untuk meningkatkan pertumbuhan sel,

bead dimasukkan dalam production medium (nira untuk

feed) kemudian diinkubasi di dalam inkubator shaker

selama 24 jam. Bead disimpan pada temperatur 4oC sampai

sel digunakan.

Proses Fermentasi Ekstraktif

Pertama kali yang dilakukan ialah bead immobilisasi sel

dimasukkan dalam fermentor. Nira steril dialirkan dengan

pompa peristaltik ke dalam fermentor (bioreaktor packed

bed), dan aliran keluar dari fermentor dialirkan ke

ekstraktor. Mengalirkan n-amyl alcohol yang digunakan

sebagai pelarut ke dalam packed column secara counter-

current. Rafinat dari kolom ekstaktor ditampung lalu

dialirkan ke ekstraktor, untuk fermentasi ekstraktif tanpa

recycle. Sedangkan untuk yang direcycle, rafinat yang

ditampung dipompakan kembali ke dalam fermentor dengan

rasio recycle terhadap feed sebesar 50% dan 60%.

Mengambil sample hasil fermentasi (broth), ekstrak, dan

rafinat sebagai sampel setiap 6 jam selama 90 jam.

Menganalisa kadar glukosa sisa pada sample (broth) dengan

metode DNS. Menganalisa kadar etanol hasil ekstrak

dengan metode GC.

III.HASIL DAN DISKUSI

Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan

produktivitas etanol dan yield yang dihasilkan proses

fermentasi kontinyu dan ekstraksi secara terintegrasi

menggunakan Zymomonas mobilis termutasi dan

Saccharomyces cerevisiae (fermipan) yang diimmobilisasi.

3

Immobilisasi ini merupakan metode penjebakan

(entrapment) dalam matriks berpori yaitu қ-karaginan.

Bahan baku yang digunakan adalah nira siwalan dengan

konsentrasi gula reduksi total sebesar 15%. Immobilisasi sel

қ-karaginan diawali dengan pembuatan carrier қ-karaginan

yang dicetak dalam bentuk bead (bulatan-bulatan kecil)

dengan ukuran diameter 2 mm dengan konsentrasi қ-

karaginan sebesar 2%. Dengan ukuran bead yang kecil

diharapkan dapat meningkatkan luas permukaan kontak

antara solid-liquid per unit volume bioreactor[8]. Proses ini

dilakukan secara terintegrasi dengan adanya sistem recycle

dari rafinat. Proses fermentasi kontinyu dalam packed bed

Bioreactor dilakukan dengan jalan mengalirkan feed steril

ke dalam fermentor selama 90 jam dengan dillution rate

2,45 jam-1 dan dilanjutkan dengan recycle dengan rasio 50%

dan 60%.

Percobaan fermentasi kontinyu diawali dengan set up alat

fermentor yang kemudian sel yang diimmobilisasi

dimasukkan ke dalam kolom fermentor tersebut. Sebelum

percobaan dilakukan, terlebih dahulu dilakukan pengukuran

kadar glukosa dalam nira siwalan dengan menggunakan

metode DNS (asam 3,5-dinitrosalisilat) dan didapatkan

kadar glukosa sebesar 1350,825 g/L. Untuk memperoleh

kadar glukosa pada feed sebesar 15% nira siwalan

ditambahkan aquadest hingga volumenya 1 liter. Feed yang

sudah steril kemudian diumpankan melalui bagian bawah

fermentor secara kontinyu.

Larutan effluent overflow dari titik keluaran di bagian atas

bioreaktor Packed bed. Untuk mencegah agar bead tidak

terikut keluar, bead ditahan dengan kawat jaring penahan

dengan diameter yang kecil di bagian atas fermentor dan

bagian bawah fermentor juga diberi kawat jaring penyangga

agar penyaring tidak bergeser. Broth dari fermentor diambil

setiap 6 jam selama 90 jam. Setelah 90 jam, broth dialirkan

ke dalam kolom ekstraksi dan dibiarkan untuk memenuhi ¾

dari kolom. Selanjutnya broth dalam kolom ekstraksi

dikontakkan dengan solven yang dialirkan secara

countercurrent. Solven yang digunakan dalam penelitian ini

adalah N - amyl alcohol dengan rate 20 mL/menit. N – amyl

alcohol merupakan alkohol dengan jumlah atom C5, dimana

alkohol dengan atom C1-C10 dapat bersifat toksik terhadap

mikroorganisme fermentasi[9]. Namun n-amyl alcohol tetap

digunakan sebagai pelarut dalam proses ekstraksi ini sebab

dapat melakukan proses purifikasi etanol hasil fermentasi

dengan lebih baik dibandingkan solven yang lain[10].

Gambar 3 merupakan grafik konsentrasi gula reduksi sisa

yang difermentasi oleh Saccharomyces cerevisiae.Pada

percobaan dengan recycle 50% mulai menampakkan

konsentrasi gula sisa yang lebih stabil yang menandakan

bahwa Saccharomyces cerevisiae mulai mampu beradaptasi

terhadap substrat dan kondisi yang diberikan. Saat

dilakukan recycle sebesar 60%, penurunan konsentrasi gula

sisa tampak cenderung lebih stabil yang menandakan bahwa

Saccharomyces cerevisiae telah mampu beradaptasi dengan

subtrat yang diberikan. Kadar gula sisa yang cenderung

turun namun pada jam-jam tertentu meningkat kembali dan

begitu seterusnya, diperkirakan terjadi karena packed bed

bioreactor ini bersifat kontinyu sehingga feed yang masuk

selalu dalam keadaan baru.

Sedangkan pada gambar 4 kestabilan konsentrasi gula

sisa dicapai pada recycle 60% oleh Zymomonas mobilis.

Kondisi steady state mulai dicapai pada sampel ke-8

Gambar 1. Set-Up Peralatan Fermentasi-Ekstraktif Kontinyu Terpadu

dalam Reactor Packed-Bed Tanpa Recycle

Gambar 2. Set-Up Peralatan Fermentasi-Ekstraktif Kontinyu Terpadu

dalam Reactor Packed-Bed Dengan Recycle

Gambar 3. Grafik Konsentrasi Gula Sisa terhadap Waktu Pengambilan

Sample menggunakan Saccharomyces cerevisiae

Gambar 4. Grafik Konsentrasi Gula Sisa terhadap Waktu Pengambilan

Sample menggunakan Zymomonas mobilis A3

4

(t=48jam). Hal ini disebabkan Zymomonas mobilis A3

termutasi telah dapat beradaptasi dengan substrat sehingga

etanol yang dihasilkan relatif stabil pula. Penurunan

konsentrasi gula reduksi ini disebabkan karena performa

bead yang mulai menurun sehingga difusi substrat tidak

optimum dan kadar gula reduksi residu mengalami kondisi

fluktuatif[11]. Beberapa keunggulan yang dimiliki oleh

Zymomonas mobilis termutasi dibandingkan dengan

Saccharomyces cerevisiae, yaitu antara lain yield etanol

yang dihasilkan akan lebih tinggi dan waktu yang lebih

singkat, produksi biomassa yang lebih rendah, toleransi

etanol lebih tinggi selama proses fermentasi berlangsung,

tidak perlu mengontrol kelebihan oksigen selama proses

fermentasi [12].

Pengaruh Jenis Mikroba dan Rasio Recycle terhadap

Konsentrasi Etanol yang Dihasilkan

Pada penelitian ini dilakukan proses fermentasi ekstraktif

terpadu dimana untuk proses fermentasi dilakukan selama

90 jam dan setelah 90 jam effluent dari fermentor dialirkan

ke kolom ekstraksi. Untuk pengambilan sampel ekstraksi ini

dilakukan di tiga titik yaitu effluent fermentor, rafinat dan

ekstrak.

Gambar 5 di atas menunjukkan bahwa konsentrasi

etanol yang dihasilkan oleh Zymomonas mobilis termutasi

pada berbagai variabel rasio recycle lebih baik

dibandingkan dengan yang dihasilkan oleh Saccharomyces

cerevisiae. Pada kondisi tanpa recycle, etanol yang

dihasilkan oleh Zymomonas mobilis termutasi ialah sebesar

9,26 g/L sedangkan yang dihasilkan oleh Saccharomyces

cerevisiae sebesar 7,07 g/L. Pada rasio recycle 50%

Zymomonas mobilis termutasi mampu menghasilkan

konsentrasi etanol sebesar 43,83 g/L sedangkan

Saccharomyces cerevisiae hanya mampu menghasilkan

konsentrasi etanol sebesar 25,98 g/L. Dan pada kondisi

rasio recycle 60%, terjadi penurunan konsentrasi etanol

yang dihasilkan oleh Zymomonas mobilis termutasi yaitu

sebesar 38,78 g/L, sedangkan Saccharomyces cerevisiae

hanya mampu menghasilkan konsentrasi etanol sebesar 4,37

g/L, bahkan lebih rendah dibandingkan kinerjanya bila tidak

direcycle.

Setelah dilakukan recycle dengan rasio 50% konsentrasi

etanol yang dihasilkan oleh kedua mikroorganisme

meningkat. Hal ini dikarenakan gula yang masih tersisa di

dalam rafinat dikembalikan lagi ke dalam fermentor,

sehingga lebih banyak gula yang bisa dikonversikan

menjadi etanol. Namun saat dilakukan rasio recycle 60%,

malah terjadi penurunan konsentrasi etanol yang dihasilkan.

Penambahan substrat gula pada proses fermentasi memang

dapat meningkatkan konsentrasi etanol yang dihasilkan,

namun bila dilakukan penambahan substrat gula terus

menerus hingga melampaui konsentrasi gula kritisnya,

malah akan menurunkan konsentrasi etanol yang dihasilkan.

Menurunnya konsentrasi ini disebabkan oleh substrat yang

bersifat inhibitor, menghambat kinerja mikroba selama

proses fermentasi[13]. Selain itu hal ini juga disebabkan

oleh rafinat yang dikembalikan ke dalam fermentor. Tujuan

recycle ini ialah untuk mengembalikan gula ke dalam

fermentor untuk difermentasi kembali, namun tidak

menutup kemungkinan terdapat solven n-amyl alcohol yang

terdapat di rafinat ikut masuk ke dalam fermentor, sehingga

menjadi racun yang menghambat kinerja mikroba. Solven n-

amyl alcohol merupakan alkohol dengan jumlah atom C5,

dimana untuk alkohol dengan jumlah atom C1-C10

merupakan solven yang bersifat racun terhadap

mikroorganisme[14].

Pengaruh Jenis Mikroba dan Rasio Recycle terhadap Yield

dan Produktivitas Etanol yang Dihasilkan

Gambar 6 dan 7 menunjukkan pengaruh rasio recycle

dan kinerja mikroba terhadap yield dan produktivitas etanol

yang dihasilkan. Dari gambar 6 dan 7 di atas tampak bahwa

saat tidak dilakukan recycle rafinat, hasil yield dan

produktivitas etanol dari Saccharomyces cerevisiae lebih

baik dibandingkan yang dihasilkan oleh Zymomonas mobilis

A3. Hasil yang dicapai yaitu sebesar 5,33 % dan 17,31

g/L.jam. Namun yield dan produktivitas optimum terjadi

pada rasio recycle 50% sebesar 33,63% dan 161,02 g/L.jam

dengan Zymomonas mobilis A3. Dan saat rasio recycle

dinaikkan menjadi 60 %, hasil yield dan produktivitas dari

Gambar 5. Grafik Pengaruh Rasio Recycle dan Masing-Masing Mikroba

terhadap Konsentrasi Etanol

Gambar 7. Grafik Pengaruh Rasio Recycle dan Masing-Masing Mikroba

terhadap Yield Etanol

Gambar 6. Grafik Pengaruh Rasio Recycle dan Masing-Masing Mikroba

terhadap Produktivitas Etanol

5

kedua mikroba menurun, namun Zymomonas mobilis A3

tetap memberikan hasil yang lebih baik yaitu sebesar

25,35% dan 151,97 g/L.jam.

Pada saat tidak dilakukan recycle mikroba

Saccharomyces cerevisiae memberikan hasil yang lebih

baik dibandingkan Zymomonas mobilis A3 disebabkan oleh

tidak ada solven yang terlarut di dalam rafinat yang masuk

ke dalam fermentor. Sebab sifat Saccharomyces cerevisiae

lebih tidak tahan terhadap alkohol dibandingkan

Zymomonas mobilis A3. Kemudian terjadi peningkatan yield

dan produktivitas yang signifikan setelah recycle, terutama

tampak pada hasil yield dan produktivitas yang diberikan

oleh Zymomnas mobilis A3, disebabkan karena adanya

recycle gula yang ada di rafinat dikembalikan ke dalam feed

sehingga menyebakan gula yang terdapat di fermentor

semakin banyak dan gula yang terkonversi menjadi etanol

semakin banyak pula. Sedangkan pada recycle 60% terjadi

penurunan yield dan produktivitas etanol, terutama yang

ditunjukkan oleh Saccharomyces cerevisiae yang bahkan

hasil yield dan produktivitasnya menjadi lebih rendah

dibandingkan yang dihasilkan Saccharomyces cerevisiae itu

sendiri bila tanpa recycle.

Salah satu hal yang mempengaruhi produktivitas

etanol dari penelitian ini adalah konsentrasi dan dillution

rate. Dengan adanya rasio recycle dalam penelitian ini,

nantinya diharapkan flowrate yang masuk ke fermentor

semakin besar sehingga dillution ratenya juga semakin

besar. Untuk recycle 60% didapatkan hasil yang lebih kecil

daripada recycle 50%. Hal ini dikarenakan pada recycle

60% diperoleh kadar etanol yang kecil, meskipun memiliki

dillution rate yang besar yaitu 3,92 jam-1. Ketika flowrate

dinaikkan dengan tujuan meningkatkan dillution rate maka

akan terjadi backpressure yang disebabkan oleh adanya gas

CO2 dalam reaktor, sehingga hal ini dapat menghambat laju

alir flowrate yang masuk ke fermentor.

IV. KESIMPULAN

Kesimpulan penelitian ini ialah proses fermentasi

ekstraktif secara kontinyu tanpa recycle menggunakan

Saccharomyces cerevisiae memberikan hasil produktivitas

dan yield etanol yang lebih baik jika dibandingkan dengan

Zymomonas mobilis termutasi yaitu masing-masing sebesar

17,31 g/L.jam dan 5,33%. Sedangkan produktivitas dan

yield etanol dengan proses fermentasi kontinyu dan

ekstraksi secara terintegrasi dengan recycle 50% dari

rafinat menggunakan Zymomonas mobilis termutasi adalah

yang terbaikyaitu 161,02 g/L.jam dan 33,63%.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis A.L. dan A.T. mengucapkan terima kasih kepada

Direktorat Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan dan

Kebudayaan Republik Indonesia yang telah memberikan

dukungan finansial melalui Dana Hibah Penelitian tahun

2012-2013.

DAFTAR PUSTAKA [1] Minier, M, Goma,G. 1982. Ethanol Production by Extractive

Fermentation, Biotechnology and Bioengineering, John wiley &

5ons, Inc.

[2] Cheng, H.C., Wang, F.S., 2008. Optimal biocompatible solvent design

for a two-stage extractive fermentation process with cell recycling.

Computers and Chemical Engineering 32: 1385–1396

[3] Widjaja, T., Altway, A., Purwantiningsih, I., Praba, A., 2012. Liquid-

liquid Extraction to Separate Ethanol from Synthetic Broth Using n-

Amyl Alcohol and 1-Dodecanol as Solvent in Packed Column.

International Review of Chemical Engineering (I.RE.CH.E.). Vol. 4.

N.6

[4] Barros, M.R.A., J.M.S Cabra dan J.M.Novais, 1986, Production

Ethanol by Immobilized Saccharomyces Bayanus in an extractive

Fermentation System, Biotechnology and Bioengineering Vol XXIX

hal 1097-1104.

[5] Gunasekaran, P. dan Raj, K.C. 1999. Fermentation Technology-

Zymomonas mobilis, Departement of Microbial Technology, School

of Biological Sciences, Mandurai Kamaraj University: India.

[6] Cazetta, M.L., Celligoi, M.A.P.C., Buzato, J.B., dan Scarmino, I.S.

2007. Fermentation of Molasses by Zymomonas mobilis : Effects of

Temperature and Sugar Concentration on Ethanol Production,

Science Direct Elsevier, Bioresource Technology 98, 2824-2828.

[7] Goksungur, Y. dan Zorlu, N. 2000. Production of Ethanol From Beet

Molasses by Ca-Alginate Immobilized Yeast Cells in a Packed-Bed

Bioreactor, Turk J Biol, 25, 265-275.

[8] Margaritis, A., Bajpai, Pramod K., dan Wallace, J. Blair. 1981. High

Ethanol Productivities Using Small Ca-Alginate Beads of

Immobilized Cells of Zymomonas Mobilis, Biotechnology Letters,

Vol.3, 11, 613-618.

[9] Offemen,D., Richard, K.Stephenson, Serena, Franqui, Diana, L.Cline,

Jessica. 2008. Extraction of ethanol with higher alcohol aolvents and

their toxicity to Yeast, New York: Elsevier Scientific Publishing

Company, Asterdam-Oxford.

[10] Widjaja, T., Altway, A., Purwantiningsih, I., Praba, A., 2012. Liquid-

liquid Extraction to Separate Ethanol from Synthetic Broth Using n-

Amyl Alcohol and 1-Dodecanol as Solvent in Packed Column.

International Review of Chemical Engineering (I.RE.CH.E.). Vol. 4.

N.6

[11] Barros, M.R.A., J.M.S Cabra dan J.M.Novais, 1986, Production

Ethanol by Immobilized Saccharomyces Bayanus in an extractive

Fermentation System, Biotechnology and Bioengineering Vol XXIX

hal 1097-1104.

[12] Bai, J.W., Anderson, W.A., and Moo-Young, M., 2008, Research

review paper: Ethanol fermentation technologies from sugar and

starch feedstocks, Biotechnology Advances 26, 89–105.

[13] Goksungur, Y. dan Zorlu, N. 2000. Production of Ethanol From Beet

Molasses by Ca-Alginate Immobilized Yeast Cells in a Packed-Bed

Bioreactor, Turk J Biol, 25, 265-275.

[14] Offemen,D., Richard, K.Stephenson, Serena, Franqui, Diana, L.Cline,

Jessica. 2008. Extraction of ethanol with higher alcohol aolvents and

their toxicity to Yeast, New York: Elsevier Scientific Publishing

Company, Asterdam-Oxford.

[15] Alfena, Chrisnawati, Rosa. S., 2009, Produksi Etanol Menggunakan

Mutan Zymomonas mobilis Yang Dimutasi Dengan Hydroxylamine.

Undergraduate Theses of Chemistry Department, Sepuluh Nopember

Institute of Technology, RSKi 661.82.

[16] Bailey, J. E., dan Ollis, D. F., 1986, Biochemical Engineering

Fundamentals, Mc Graw-Hill Inc, New York.

[17] Bila Sabrina Haisya, N., Dwi Utama, B., Cahyo Edy, R., dan Metalika

Aprilia, H., 2011. The Potential of Developing Siwalan Palm Sugar

(Borassus flabellifer Linn.) as One of the Bioethanol Sources to

Overcome Energy Crisis Problem in Indonesia, 2nd International

Conference on Environmental Engineering and Applications IPCBEE

vol.17 (2011) © (2011) IACSIT Press, Singapore

[18] Kollerup,F., Daugulis, A., The Canadian Journal of Chemical

Engineering Volume 64, Issue 4, pages 598–606, August 1986

[19] Putra, Surya Rosa .2008. Produksi Etanol menggunakan Mutan

Zymomonas mobilis yang Dimutasi dengan

Hydroxylamine.Surabaya:Kimia FMIPA, Institut Teknologi Sepuluh

Nopember

[20] Widjaja, T., Ismail, T., Humaidah, N,. 2011. A Study of Ethanol

Production Applying Immobilization Technique Using Z. Mobilis A3

and S. Cerevisiae. International Journal of Academic Research. Vol 3,

No.6 November 2011, 159-163.

[21] Tripetchkul, S., Tonokawa, M., Ishizaki, A. 1992. Ethanol Production

by Zymomonas mobilis using Natural Rubber Waste as a Nutritional

Source, Science Direct Elsevier, Journal of Fermentation and

Bioengineering 74, 384-388.

[22] Widjaja, T., Soeprijanto, Altway, A., Gunawan, S., Darmawan,R,.

2011. Ethanol Production From Molasses Using Immobilized Cells

Ca-Alginate and K-Carrageenan By Mutation Zymomonas Mobilis In

A Packed Bed Bioreactor. International Journal of Academic

Research. Vol 2 No.6 November 2010, 30-34.

[23] Ullmann’s. 2003, Encyclopedia of Industrial Chemistry.Vol. 12. Ed.

6. Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co FgaA.